N端缺失的锰过氧化氢酶生理生化特性

【目的】在红球菌(Rhodococcus sp.)R04中发现了一种高表达,N端缺失的锰过氧化氢酶(Mn-CAT),为了明确其在活性氧(Reactive oxygen species,ROS)清除与多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)代谢中所起的作用,本文对其生理生化特性进行了研究。【方法】利用DNAMAN对Rhodococcus sp.R04与Rhodococcus sp.R1101Mn-CAT的核酸和蛋白序列进行比对。化学合成和PCR搭桥法获取Mn-CAT全长基因。分别构建了原核表达载体p ETm3c-Mn-CAT,p ETm3c-Mn CAT-C,转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21,得到重组菌p ETm3c-Mn-CAT/BL21,p ETm3c-Mn CAT-C/BL21。工程菌诱导表达后,粗酶液经Q-sepharose和硫铵沉淀进行纯化。构建了锰过氧化氢酶C端(Mn CAT-C)基因的敲除载体p K18mobsac B-ΔMn CAT-C,电击法转入Rhodococcus sp.R04。荧光极化测定ROS的含量,HPLC分析多氯联苯的降解率。【结果】与Rhodococcus sp.R1101Mn-CAT基因序列相比,Rhodococcus sp.R04Mn-CAT缺少N端(R1101的Mn-CAT序列长度为915bp,R04的Mn CAT-C序列长度为468bp)。获得了纯度较高的Mn CAT-C,SDS-PAGE分析表明分子量约为23 k Da。以H2O2为底物时,Mn CAT-CKm比Mn-CATKm大,约为0.02357mol/L。通过基因同源重组的方式,得到菌株R04的Mn CAT-C敲除菌株,与野生菌株相比,敲除菌株体内ROS浓度显著增高,生长速率和多氯联苯降解速率明显下降。【结论】发现了一种N端缺失的锰过氧化氢酶,该酶具有原酶的大部分活性,且可以清除体内的ROS。Mn CAT-C基因的缺失影响了菌株的生长速率和多氯联苯的降解速率。     

一种pH稳定的黄色漆酶的快速纯化和性质特征

通过丙酮沉淀和 DEAE- cellulose DE52 柱层析, 快速、有效地从一株白腐菌 Trametes sp. SQ01 的发酵液中纯化了漆酶。纯化的漆酶并非传统漆酶那样呈现蓝色, 而是一种黄色蛋白。以 ABTS 为底物时, 该酶的最适 pH 和温度分别是 pH 4.5 和 70°C, Km 为 0.029 mmol/L。T. SQ01 漆酶在 pH 3.0~11.0时, 酶活相对稳定, 在 pH 5.0 时最为稳定, 是目前报道的 pH 稳定性最好的漆酶。低浓度的金属离子(1 mmol/L) Cu2+、Mg2+ 、Ca2+ 和Co2+ 对漆酶有促进作用, 而高浓度(5 mmol/L)的Co2+、Zn2+、 Mn2+、Mg2+ 却抑制漆酶酶活。SDS 对该酶有激活作用, 当其浓度为1 mmol/L时, 漆酶相对酶活达到128%。DTT对漆酶强烈抑制, 即使是浓度为1 mmol/L, 亦可完全抑制漆酶酶活。纯化后的漆酶对亮蓝(RBBR) (100 mg/L)的脱色能力显著, 0.5 U/mL 的漆酶在 10 min内即可达到 80%的脱色率。T. sp. SQ01 漆酶的快速纯化以及高效脱色的能力表明该酶在染料脱色降解方面有着广阔的应用前景。     

黑龙江省红松林资源动态变化研究

利用黑龙江省1949~1998年的调查数据和1949、1986年的两期1∶2500000森林资源分布图,从资源统计和景观格局两个角度对黑龙江省红松林的变化进行了研究。结果表明,从数量上看,黑龙江省红松林的面积和蓄积急剧减少,占全省森林资源的比例不断降低,林龄结构趋于不合理;从景观格局来看,1949年和1986年两期景观相比,红松林面积急剧减少,斑块数量增多,斑块密度加大,平均斑块面积减小,总边缘长度减小,边缘密度增大,呈严重的破碎化,大部分红松林景观转变为阔叶混交林和非林地。     

B型肉毒毒素重链C端基因的表达与保护作用的初步研究

肉毒毒素是肉毒梭状杆菌产生的外毒素,有7种血清型(A～G),是目前已知的毒性最强的细菌蛋白质。人类肉毒中毒主要是由A、B和E型引起。本研究克隆了B型肉毒毒素重链C端片段(Hc),在大肠杆菌中进行了诱导表达,并用Ni离子亲和柱进行了纯化。Hc蛋白免疫后的BALB/c小鼠可以抵抗6×103LD50B型肉毒毒素攻击。     

关帝山云杉次生林树木径向生长的空间关联及其影响因子

以关帝山4 hm²云杉次生林样地为研究对象,按照CTFS(Center for Tropical Forest Science)技术规范对样地树木进行连续定位监测。利用2010至2015年间样地主要树种生长量观测数据,结合地形、土壤等环境因子调查及采样测定数据,分析了树木种群径向生长的空间关联性及其随生境的变化,并探讨了树木种群径向生长的影响因素。结果表明,青杄、华北落叶松、红桦、白桦和辽东栎为云杉次生林主要树种,在样地4个生境型(山脊生境、低海拔缓坡生境、高海拔缓坡生境、低洼地陡坡生境)中均有分布且呈现不同的径级结构。标记相关函数分析显示,同一生境型中,5树种径向生长的空间关联性各异;对于同一树种,径向生长的空间自相关性不仅具有尺度依赖性,同时生境型的不同导致树木径向生长的空间关联性发生变化。线性混合效应模型分析显示,初始胸径对树木径向生长的显著正效应在样地各类生境型的所有种群中普遍存在;生物因子对树木径向生长的显著影响只在特定生境型的青杄种群中被检测到,表明树木径向生长受同种邻体影响,但其影响显著性因树种而异;环境因子中,海拔和凹凸度对树木径向生长呈显著负效应...     

华北山地典型天然次生林群落的树种空间分布格局及其关联性

关帝山华北落叶松、云杉、杨桦天然次生林植被类型是华北高海拔地带代表性的森林类型。以该地区上述3种典型的天然次生林群落为例,运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析各群落主要树种的种群空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析各群落中树种间的空间关联性;并对同一树种在不同森林群落类型中种群空间分布格局和种间关联性的变化进行比较,以探讨华北山地次生林群落空间格局形成和种群维持与动态机制。研究结果表明,(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加树木种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;(2)同一树种在不同森林群落类型中空间分布格局差异很大。红桦、白桦和山杨在阔叶林中呈明显的小尺度聚集分布格局,而在针叶林群落呈随机分布。在阔叶次生林中混生的小龄级华北落叶松呈现聚集性空间分布格局。在华北落叶松为优势树种的针叶林中,大龄级的华北落叶松表现出小尺度上均匀分布和较大尺度上随机分布的格局特征;(3)各群落中树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(4)在阔叶树占优势的次生林,小龄级华北落叶松与桦木的分布有较明显的空间正关联性,而在华北落叶松为优势树种的针叶林,桦与华北落叶松并未表现明显的空间关联性。种群分布格局和种群间的空间关联性随群落结构、空间尺度和龄级结构不同而有较大变化。     

麻栎种源林叶片碳、氮、磷化学计量特征的变异

结合林木育种方法,以3个麻栎种源试验林为研究对象,测定了29个麻栎种源叶片碳、氮、磷化学计量特征.结果表明: 地点(环境)显著影响叶片碳、氮、磷、碳氮比、碳磷比、氮磷比,解释量占总变异量的13.2%～66.7%,而种源(遗传)的影响并不显著,解释量只占总变异量的2.9%～11.0%.叶片氮与碳氮比、氮与氮磷比、磷与碳磷比、磷与氮磷比均具有显著的相关性,且无论是地点间还是东西部种源间均存在共同的标准化主轴斜率.表明在单一树种(麻栎)水平上,种源间具有相似的碳、氮、磷生化过程,其叶片化学计量特征主要受环境的影响;而化学计量特征在地点间和东西部种源间稳定的相关系数反映出叶片化学计量特征的特定耦合比例不受环境和种源的影响,支持化学计量学的内稳性理论.     

变色栓菌锰过氧化物酶同工酶的纯化及其性质研究

变色栓菌(Trametes versicolor)胞外产酶培养液经硫酸铵沉淀、DEAE-cellulose DE52离子交换柱层析后,获得两个活性组分D1和D2,其中活性组分D2经Phenyl SepharoseTM6Fast Flow疏水层析后,所得样品MnP1经SDS-PAGE检测已达到电泳纯。活性组分D1经Phenyl SepharoseTM6Fast Flow疏水层析、Sephacryl S-200HR凝胶过滤层析后,所得样品MnP2经SDS-PAGE检测已达到电泳纯。两种同工酶MnP1及MnP2,各自的比活力为579.09、425.00U/mg;纯化倍数为17.51、12.85;活力回收率为6.17%、2.47%。由SDS-PAGE法测得MnP1及MnP2的表观分子量分别为46.3kD、43.0kD。两种同工酶催化DMP(2,6-二甲氧基酚)氧化反应的最适pH值及最适反应温度有所不同,最适pH值分别为pH5.8、pH6.2,最适反应温度分别为60℃、65℃。在45℃以下,pH4.0~7.0之间,MnP1及MnP2的稳定性好。DMP为最佳酶促反应底物,以DMP为底物的Km分别为13.43μmol/L、12.45μmol/L。在无Mn2 存在的条件下,酶促反应几乎不发生。EDTA在较高浓度时抑制酶的活性,DTT在所试浓度下都完全抑制酶的活性。     

辽宁省长白落叶松人工林立地分类研究

利用通径分析(PA)、主成分分析(PCA)、典范分析(CA),筛选影响长白落叶松(Larisolgensis)生长的主导因子和研究地形、土壤、林木三者相互关系。结果表明,坡向、土壤质地、土壤厚度是主导因子;坡向与土壤质地、土厚、土壤有机质密切相关。利用生态学的立地分类方法,将辽宁东部长白落叶松人工林划分为3个立地类型组,14个主要立地类型。阴坡立地类型组有厚层、中层粉砂壤土类型和厚层、中层壤质土类型以及厚层粘壤土类型;半阴、半阳坡立地类型组有厚层、中层粉砂壤土类型,厚层、中层壤质土类型,中层砂质土类型和薄层土立地类型;阳坡立地类型组有厚层、中层、薄层土立地类型。     

白腐真菌Trametes sp. SQ01漆酶的新功能:转化2-羟基-6氧-6-苯基-2,4-己二烯酸

【目的】利用白腐真菌Trametes sp.SQ01漆酶转化2-羟基-6氧-6-苯基-2,4-己二烯酸(HOPDAs),可以帮助我们进一步了解漆酶新的催化特性及解决多氯联苯降解过程中HOPDAs的积累问题。【方法】利用紫外可见光谱分析法,研究了漆酶对8种不同取代基的HOPDAs的转化情况,并对漆酶的稳态动力学参数进行了测定。【结果】漆酶可以在没有任何中介物的条件下催化HOPDAs,并生成无色的物质,尤其是漆酶可以催化3,8,11-3Cl HOPDA,而这一物质几乎不能被BphD和Rhodococcus sp.R04转化。稳态动力学分析表明,在5种HOPDAs中,10-Cl HOPDA是漆酶的最适底物,其Km与HOPDA和8-Cl HOPDA相近。尽管3,10-2F HOPDA并不是漆酶的最适底物(Km=17.02μmol/L),但是它的转化效率(kcat/Km)是最高的。【结论】漆酶可以有效转化多种HOPDAs,这为多氯联苯的降解提供一种新的思路。